Материал: Подвижной состав железной дороги

Подвижной состав железной дороги

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» (ОмГУПС (ОМИИТ))

Кафедра «Локомотивы»

Курсовая работа

ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ.

Дисциплина: ЛОКОМОТИВЫ

Студент Н.Ю. Дворко

Руководитель А. К. Белоглазов

ЗАДАНИЕ

. Тепловоз-образец: 2ТЭ10М;

. Эффективная мощность дизеля N_e: 2208 кВт;

3. Тактность: 2;

. Число цилиндров i: 10;

. Частота вращения коленчатого вала дизеля n: 14,1 с^-1;

. Диаметр цилиндра D: 207 мм;

. Ход поршня S: 2×254 мм;

. Удельный эффективный расход топлива b_е: 0,215 кг/(кВт∙ч);

. Коэффициент продувки : 1,5;

. Механический КПД дизеля : 0,84;

. Скорость тепловоза:

расчетная v_р: 24,6 км/ч;

конструкционная v_к: 100 км/ч;

. Число ведущих осей или количество тяговых двигателей m: 6;

. Диаметр ведущих колес D_к: 1,05м;

. Статический прогиб рессорного подвешивания f_ст: 190 мм;

. Коэффициент избытка воздуха для сгорания :1,83

. КПД тягового электродвигателя  : 0,92;

. КПД тягового генератора : 0,91;

. Коэффициент свободной мощности : 0,90;

. Радиус кривой для динамического вписывания R_д: 800 м;

20. Возвышение наружного рельса в кривой h: 90 мм.

РЕФЕРАТ

Тепловоз, дизель, КПД, двигатель внутреннего сгорания, мощность, динамический показатель, ходовая часть, тяговый электродвигатель, силовая схема, топливо, расход, мощность, цилиндр, продувка.

Объектом исследования является тепловоз 2ТЭ10М

Цель работы: определить показатели работы дизеля, рассчитать параметры электрической передачи тепловоза, определить динамические показатели тепловоза, изучить системы тепловоза: водяную, масляную, топливную и систему воздухоснабжения. Закрепить знания, полученные от теоретических занятий по дисциплине: «Локомотивы. Общий курс».

В результате исследования были рассчитаны и изучены:

-        параметры электрической передачи тепловоза;

         динамические показатели тепловоза;

         системы тепловоза;

         представлено описание систем тепловоза.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

. Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза

2. Расчёт массы поезда

. Определение технико-экономических параметров тепловоза

4. Схема расположения оборудования тепловоза

. Определение показателей работы дизеля

. Расчёт параметров электрической передачи тепловоза

. Определение динамических показателей тепловоза

. Системы тепловоза

8.1 Топливная система

.1.1 Топливоподкачивающий насос

.1.2 Фильтр грубой очистки топлива

.1.3 Подогреватель топлива

.2 Масляная система

.2.1 Главный контур

.2.2 Контур фильтра тонкой очистки

.2.3 Контур маслопрокачивающего агрегата

.3 Водяная система

.3.1 Водяная система охлаждения дизеля

.4 Система воздухоснабжения

.4.1 Воздухоочиститель

Заключение

Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

Российская Федерация самая большая страна в мире, она обладает бескрайними широтами и лежит в 11 - ти часовых поясах. И в каждом часовом поясе находится важные и крупные города, а вместе с ними и предприятия добывающей промышленности. Это всё в совокупности объясняет такую сильную необходимость России в надёжном, пунктуальном, экономичном, а главное способном перевозить большие массы груза транспорте.

Железнодорожный транспорт как нельзя лучше подходит для нашей обширной страны. Он обладает рядом преимуществ перед остальными видами транспорта, а именно: более экономичный, чем авиатранспорт; инфраструктура ж/д транспорта более развита, чем инфраструктура водного; а объёмы перевозок даже несопоставим с автомобильными.

Как известно - в России лишь 50% всей её развитой инфраструктуры железнодорожного полотна электрифицировано, ввиду этого нельзя не оценить такой вид автономной тяги, как тепловозы. Стоит отметить, что на тепловозы также возложена такая немаловажная поездная работа, как маневровая.

В 1957-1958 гг. харьковский завод «Электротяжмаш» и Харьковский завод транспортного машиностроения спроектировали новый односекционный тепловоз мощностью на 50 % больше, чем у секции тепловоза ТЭ3, и лишь с незначительно большей массой за счёт несущего кузова. Данный тепловоз получил легендарную серию ТЭ10, который стал прототипом тепловоза 2ТЭ10М.

Тепловозы 2ТЭ10, которые в народе величают «десятка», стали самыми распространёнными магистральными тепловозами по всей сети железных дорог. На это повлияли высокие динамические и технико-экономические показатели тепловоза.

Тяговая характеристика F_K=f(V) рассчитывается и строится для номинальной мощности тепловоза с учетом типа электрической передачи и количества секций.

Касательная мощность локомотива N_K, кВт, определяется по формуле:

(1.1)

где N_Е - эффективная мощность энергетической установки тепловоза, кВт;

η_ТГ - коэффициент полезного действия тягового генератора;

η_ТЭД - коэффициент полезного действия тяговых электродвигателей;

η_ЗП - коэффициент полезного действия тяговой зубчатой передачи;

β_ВСП - коэффициент, учитывающий отбор мощности от силовой установки на привод вспомогательных механизмов тепловозов.

(1.2)

где ΔN = (0,08-0,15)N_E - расход мощности на привод вспомогательных механизмов.

Касательная сила тяги локомотива F_K, кН, рассчитывается по формуле:

(1.3)

где V - скорость движения тепловоза, км/ч. Задается в интервале от 10 до V_K (конструкционная скорость) при условии N_K = const.

Расчетная сила тяги F_KР определяется из формулы (1.3) при расчетной скорости движения V_Р.

Сила тяги по сцеплению F_СЦ, кН, рассчитывается по формуле:

(1.4)

где - сцепной вес тепловоза, кН;

q_Л - нагрузка на ось локомотива, кН;

n - количество ведущих осей локомотива;

ψ_К - расчетный коэффициент сцепления,

(1.5)

Значение F_СЦ определяются при скоростях 0, 5, 10, 15, 20…км/ч.

Результаты расчетов зависимостей F_СЦ = f(V) и F_K=f(V) сведем в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Результаты расчётов FСЦ = f(V) и FK =)f(V)

Расчётная скорость локомотива (V_р) - наибольшая скорость на участке, с которой может следовать поезд максимальной массы, установленной для данного типа локомотива и расчетного подъема неограниченной протяженности.

Тяговые характеристики локомотивов служат для определения силы тяги в зависимости от скорости движения в кН. Удельная сила тяги f_к определяется делением касательной силы тяги F_K в кН на массу поезда (Р + G) в тс, где Р и G масса локомотива и состав.

Тяговые характеристики с нанесенными ограничениями представлены на рис. 1.1. Точке пересечения кривой F_СЦ = f(V) и тяговой характеристики F_K=f(V) соответствует скорость V_ок, начиная с которой полностью используется как сцепной вес локомотива, так и мощность его энергетической установки (дизеля).

Рис. 1.1 Тяговая характеристика тепловоза: 1 - паспортная; 2 - расчётная

2. РАСЧЁТ МАССЫ ПОЕЗДА

Перемещение транспортного средства с грузом осуществляется под действием силы тяги, которая создается энергетической установкой транспортного средства. На тепловозе энергетической установкой является дизель, и от его мощности зависит максимальная расчетная масса поезда.

Масса поезда определяется из условия равенства расчетной силы тяги F_KР и суммарной силы сопротивления при равномерном движении на заданном подъёме i_Р с расчетной скоростью V_Р по формуле:

(2.1)

где F_KР - расчетная сила тяги локомотива, Н (определяется по формуле 1.3 при V=V_Р);

Р_СЦ - сцепной вес локомотива, кН;

ω₀ - основное удельное сопротивление движению локомотива, Н/кН;

ω₀ - основное удельное сопротивление движению состава, Н/кН;

i_Р - крутизна расчетного подъема, ‰.

Основные удельные сопротивления движению локомотива ω₀ и состава ω₀ определяются для расчетной скорости V_Р по формулам:

(2.2)

(2.3)

где α, β - соответственно доли 4- и 6-осных вагонов в составе;

ω₀₄, ω₀₆ - основное удельное сопротивление движению 4- и 6-осных вагонов;

(2.4)

(2.5)

где q₀₄, q₀₆ - средняя нагрузка от оси 4- и 6-осного вагона на рельсы, кН.

Принимаем Q = 4950 тонн.

По условиям трогания поезда с места на расчетном подъеме вес состава определяется по формуле, кН:

(2.6)

где - максимальная сила тяги локомотива при трогании с места, Н;

- удельное сопротивление состава при трогании с места на площадке, Н/кН,

(2.7)

где - нагрузка от колесной пары 4-осного () и 6-осного () вагонов на рельс, кН;

- коэффициент загрузки вагона,

кН;

 Н/кН;

Н;

кН.

По определенному весу поезда вычисляется масса состава, т:

,(2.8)

где g - ускорение свободного падения, g = 9,81 ;

 т.

В соответствии с правилами тяговых расчетов, масса состава округляется до ближайших 50 или 100 т.

Масса состава равна: m = 9000 т.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОЗА

Коэффициент полезного использования мощности дизеля для тяги:

(3.1)

Коэффициент полезного действия тепловоза при номинальном режиме работы дизеля:

(3.2)

где N_K - касательная мощность, кВт;

В_Ч - часовой расход топлива, кг/ч;

Q_Р - удельная теплота сгорания топлива, кДж/кг (Q_Р = 42745 кДж/кг);

(3.3)

где g_Е - удельный расход топлива, кг/кВт ^. ч (g_Е = 0,224 кг/кВт ^. ч)

N_Е - номинальная мощность дизеля, кВт;

Удельная сила тяги локомотива, Н/кВт: